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Comment Branly a découvert la radio ?
Jean-Claude Boudenot, Senior Expert, Thales Research & Technology

Ce petit article fait suite à la conférence donnée dans le cadre du congrès de l’UDPPC le 28 octobre 2007. Bien que les propriétés de radio-conduction ait été découvertes par Edouard Branly en novembre 1890, le sujet reste d'actualité. En effet, cent-seize ans après sa découverte, l’effet Branly a été élucidé1, au moins sous l’un des aspects de la radioconduction.
Les premiers télégraphes
Le désir de communiquer à distance remonte à la nuit des temps et les premières réalisations se sont faites par voie optique. Ainsi du temps des grecs on peut lire dans l'Agamemnon d'Eschyle (525-456 Avant J.-C.) le texte suivant : Un signal a fait allumer un autre signal ; aux premiers feux aperçus sur le mont Ida, les signaux ont répondu des sommets de la montagne consacrée à Mercure, dans l'île de Lemnos. Les Romains utilisaient aussi ce type de communication. C'est ainsi que César pouvait communiquer avec l'ensemble de ses armées jusqu'aux extrémités de son Empire. Mais il faut attendre le XVIIe siècle pour trouver un premier exposé clair et cohérent de la télégraphie visuelle (Hooke devant la Royal Society, 1684). Tandis qu'en 1792 le mot télégraphe apparaît, le français Claude Chappe (1763-1805) invente un système de bras télégraphique et la première ligne sémaphorique des frères Chappe est construite entre Paris et Lille. Cette ligne est équipée de seize postes, chaque poste est équipé de bras mobiles pouvant prendre cent quatre vingt seize positions élémentaires. Progressivement, on met en service une ligne Paris – Strasbourg, puis Paris – Brest. En 1800, le réseau télégraphique français couvre mille deux cent cinquante-trois kilomètres, il atteindra quatre mille huit cent kilomètres en 1852 et comptera cinq cent cinquante six stations.
En février 1825, Samuel Morse (1791-1872) est à Washington pour faire le portrait de La Fayette. Pendant son absence, sa femme décède soudainement, et compte tenu de la lenteur des communications (courrier à cheval), il ne peut lui faire ses adieux. Ce tragique évènement le conduira au développement de la télégraphie électrique. De retour d'un voyage en Europe où il est venu étudier les maîtres de la peinture et où il découvre subjugué le télégraphe optique, il embarque à l'automne 1832 sur le voilier Sully. Au cours de la traversée, qui dure trois semaines, il rencontre le docteur Jackson -médecin de Philadelphie féru de sciences- qui lui commente les découvertes récentes d'Oersted (1819) et d'Ampère (1820) sur le courant électrique et son action. En arrivant à New York le 16 novembre, Morse dit au commandant du bateau: Si vous entendez un jour parler de télégraphe électrique, souvenez-vous qu'il a été inventé à bord de votre bateau ; Morse venait d'inventer le code qui portera son nom. Peu après il est nommé professeur de littérature relative aux arts du dessin à l'université de New York et en parallèle fait ses premières réalisations de télégraphe électrique. Il en fera une démonstration réussie en 1837 en transmettant une première phrase : Attention à l'univers. Indépendamment, à la même époque des savants européens réalisent les premiers télégraphes électriques, le plus fameux est celui de Gauss et Weber (1833), mais on peut également citer celui de Charles Wheastone (1837), utilisant le déplacement d'aiguilles sous l'effet du courant. Finalement, le 3 mars 1843, le sénat américain débloque des fonds pour la construction de la 1ère ligne de télégraphe électrique qui reliera Washington à Baltimore (600 km). Le 24 mai 1844, depuis la chambre du Tribunal suprême à Washington, est transmis le message tiré de la Bible : Qu'est-ce que Dieu a forgé ? Le télégraphe électrique se développera rapidement ; en 1851 la pose du premier câble sous-marin entre la France (Cap Gris-Nez) et l'Angleterre (Cap Southerland ) est réalisée. Le 5 août 1858 des signaux sont transmis à travers le premier câble transatlantique (c'est cette réalisation qui vaudra à William Thomson le titre de Lord Kelvin) et en 1873 il y a, dans le monde, deux millions de kilomètres de lignes. Notons enfin que la première conférence télégraphique internationale (ancêtre de l'U.I.T) adopte le code Morse en 1865, Graham Bell invente le téléphone en 1876 et Strawger réalise le premier sélecteur pour central téléphonique automatique en 1891.


Edouard Branly et son cohéreur




    Edouard Branly (1844-1940) naît à Amiens le 23 octobre où son père est professeur de lycée. Edouard se révèle vite très brillant et après des études à Henry IV (à l'époque lycée Napoléon), il est reçu en 1865, à 21 ans, quatrième à l'Ecole Normale Supérieure. Le sous Directeur pour les sciences n'est autre que Louis Pasteur. Sorti premier de sa promotion et titulaire de l'agrégation de physique, Edouard Branly est envoyé en 1868 au lycée impérial de Bourges. Il n'y restera que quelques mois ; début 1869 il devient chef de travaux auprès de Paul Desains, un ami de son père, qui enseigne à la Sorbonne. La même année, il fait sa première communication à l'Académie des sciences. En 1873, E. Branly soutient sa thèse sur l'"Etude des phénomènes électrostatiques dans les piles" devant un jury composé de Desains (Président), Jamin et Sainte Claire Deville (c'est la première thèse française sur le potentiel électrique). En 1875, pour éviter d'épouser la fille de son maître préféré (Paul Desains), Edouard Branly ne trouve pas d'autre moyen que de tourner le dos à la fille, au père, au laboratoire, à l'Université (suivant l'expression de Paul Trocmé, le fils d'un de ses anciens condisciples). Il devient, début 1876, professeur de physique à l'Institut Catholique de Paris, à l'invitation de son fondateur l'abbé d'Hulst. Toutefois, du fait de la remise en cause de la liberté de l'enseignement catholique, la situation est précaire et Edouard Branly décide, en 1877, de faire sa médecine. En 1882, il soutient sa thèse de médecine intitulée : "Dosage de l'hémoglobine dans le sang par des procédés optiques". Il exercera la médecine, en parallèle de ses autres activités pendant plus de vingt ans. La même année il épouse Marie Lagarde. Après ses études médicales et son mariage, il reprend ses recherches et ses publications et s'intéresse plus particulièrement aux causes de déperdition d'électricité. C'est ainsi que le 24 novembre 1890, Edouard Branly découvre le phénomène de "radio conduction" ; l'action d'une décharge électrique générée par un oscillateur de Hertz fait chuter la résistance de son tube à limaille de plus de 2 millions d'ohm à moins de 2, la chute de résistance disparaît en frappant quelques petits coups secs sur la tablette qui supporte le tube. Le "cohéreur" de Branly (ainsi que le baptisera Lodge en 1894) est né ! Le 12 janvier 1891, Branly fait une nouvelle communication à l'Académie où il indique qu'une tige métallique annexée au générateur "augmente notablement la portée d'une étincelle d'émission" (la portée, alors limitée à une dizaine de mètres, atteint maintenant 80 m). Edouard Branly ne revendiquera pas l'invention de l'antenne (il soutiendra même Popoff dans ses revendications), de même il ne s'attribuera jamais la paternité de la TSF, mais, comme il le dit lui-même : Si je n'ai pas fait de TSF, mes expériences, sous la forme même où je les ai décrites renferment en germe toute la TSF et même toute application dans laquelle il conviendra d'opérer l'ouverture ou la fermeture d'un circuit électrique à distance. C'est bien en effet le cohéreur de Branly qui va "lancer", comme nous allons le voir maintenant, la radio.


Les expériences de télémécanique



Dès 1898, Edouard Branly développe la télémécanique, véritable ancêtre de la télécommande. Il améliore pendant plusieurs années son dispositif et réalise une démonstration publique de ses expériences au Trocadéro, le 30 juin 1905, devant le tout Paris. Des milliers de personnes se disputent l’une des 5000 places que peut contenir la salle. Il y a là les plus hautes autorités de l'Etat, les corps constitués, les ambassadeurs, le haut commandement militaire ainsi que le peuple des faubourgs. Albert de Lapparent, membre de l’Académie des sciences et collègue de Branly à l’Institut Catholique, nous dépeint de façon précise et vivante cette démonstration : « Imaginons deux stations, une de départ, l’autre d’arrivée, en communication par la télégraphie sans fil, à l’aide des appareils à antennes que la pratique à définitivement consacrés. A la station d’arrivée se trouvent plusieurs mécanismes qu’il s’agit d’actionner à distance. Dans les expériences de M. Branly, ces appareils étaient : 1°/ un groupe de lampes électriques, qu’on devait allumer ou éteindre ; 2°/ un ventilateur à ailettes, pouvant tourner sous les regards de l’assemblée ; 3°/ un électroaimant, soulevant, lorsqu’il était en action, un boulet de canon, qu’il laissait retomber, quand l’animation cessait, avec un bruit facile à entendre ; 4°/ un pistolet chargé, faisant feu au commandement. Pour mettre ces instruments en action, la station d’arrivée dispose d’un appareil spécial. Dans cet appareil sont contenus les instruments, notamment les radioconducteurs, qui doivent recevoir et utiliser l’impulsion partie de la station de départ. La pièce principale est un appareil moteur, capable de faire tourner un arbre en bois… Les choses sont disposées de telle sorte que, quand le moteur électrique fonctionne, le télégraphe automatique sans fil envoie immédiatement, à la station de départ, une dépêche qui s’inscrit sur un rouleau de papier, comme dans l’appareil morse, utilisé par la télégraphie ordinaire… »
Les débuts de la TSF



    Dès 1892, Oliver Lodge (1851-1940) reprend le "cohéreur de Branly" et y ajoute un système automatique de frappeur. De son coté, en installant un cohéreur de Branly au pied d'un fil de paratonnerre pour capter les signaux de foudre, Alexandre Popoff (1859-1906) (ré)invente en 1893 l'antenne. L'année suivante, Oliver Lodge réalise en Angleterre les premiers essais de télégraphie hertzienne sur quelques dizaines de mètres, tandis qu'aux antipodes, en Nouvelle-Zélande, Ernest Rutherford établit un record de distance (il venait d'effectuer sa thèse sur l'aimantation du fer sous l'effet de décharges électriques de haute fréquence). Le 7 mai 1895 Alexandre Popoff fait fonctionner son appareil de TSF, constitué d'un éclateur de Hertz, d'un détecteur de Branly et d'une antenne devant la Société de Physique de Saint-Pétersbourg, c'est pourquoi cette date du 7 mai est devenue en Russie la journée de la radio2. L'année suivante, le 24 mars 1896, il transmet un message en morse sur 250 m (entre deux locaux de l'Université de Saint-Pétersbourg), ce message est composé de deux mots : "Heinrich Hertz". Branly commentera ainsi les travaux de Popoff : La télégraphie sans fil résulte réellement des essais de Popoff. Le savant russe a développé une expérience que j'avais souvent réalisée et que j'ai reproduite en 1891 devant la Société des électriciens [l'actuelle SEE] : une étincelle inactive à une distance d'une dizaine de mètres devient active quand on la fait circuler dans une longue tige métallique [antenne].


Guglielmo Marconi (1874 1937) naît le 25 avril 1874 d'un père italien et d'une mère anglaise. Il doit sa passion pour l'électricité à la lecture de deux ouvrages ; l'un concerne la vie et l'œuvre de Benjamin Franklin, l'autre est une reproduction des conférences sur l'électricité données par Faraday à la Royal Institution. Grâce aux relations de son père avec le professeur Augusto Righi (dont les travaux portent sur l'émission d'ondes électromagnétiques), le jeune Guglielmo peut accéder à la bibliothèque de l'Université de Bologne ainsi qu'au laboratoire de physique du professeur. Dès 1894, Marconi fait ses premiers essais de transmission sans fil d'une extrémité à l'autre du grenier de la maison familiale (villa Griffone). Il s'enferme dans le grenier de la maison et y travaille jour et nuit, oubliant de manger et de dormir. En 1895, persuadé que les ondes peuvent se propager à plusieurs kilomètres (la détection de la foudre à distance par Popoff lui en apportait la preuve), il continue ses essais, cette fois dans le jardin de la villa Griffone. A la fin de l'été il installe son récepteur de l'autre coté d'une petite colline proche de la maison et son frère lui signale la réception de l'onde (observée sur le cohéreur de Branly) par un coup de pistolet. A la fin 1895 il parvient à transmettre un signal (le S du code Morse, soit trois points : ) sur 2400 m. Dans son discours Nobel du 11 décembre 1909, Marconi se souviendra de ses premiers essais : [Grâce au professeur Rosa de Livourne] je m'informais des dernières publications scientifiques, y compris les travaux de Hertz, Branly et Righi… Dans mes premiers essais, j'utilisais un oscillateur de Hertz et pour la détection, d'un cohéreur de Branly… [j'ai apporté] quelques améliorations comme l'utilisation de réflecteurs à la fois pour l'émetteur et le récepteur, puis j'ai adopté l'émetteur de Righi. Dans ses expériences de 1895, Marconi utilise à l'émission un émetteur relié d'une part à la terre et d'autre part à un fil d'antenne. De la même façon le cohéreur de Branly utilisé à la réception était également relié à la terre et à un fil d'antenne, et mis en série avec un inscripteur Morse. Marconi essaie de trouver une aide financière auprès du ministère des postes et télégraphes italiens. On l'encourage certes à poursuivre son travail, mais aucune aide ne lui est apportée. Persuadé de l'intérêt pratique de son invention, il se rend en Angleterre (rappelons que sa mère est anglaise), y dépose (à Londres) un premier brevet le 2 juin 1896 (qui sera complété le 2 mars 1897) et fait une première démonstration devant des officiels londoniens le 27 juillet 1896. L'intérêt de son dispositif pour les communications en temps de guerre et pour les communications navales n'échappe pas aux anglais et il trouvera là le soutien (en particulier de William Preece, ingénieur en chef du Post Office) qu'il n'a pas obtenu dans son pays. En septembre 1896, Marconi, grâce à une antenne portée par un cerf volant réussi en Angleterre (Salisbury Plain) une transmission sur 6 km, puis 12 km. Le 11 décembre de la même année il donne, avec W. Preece, une conférence publique à la célèbre Royal Institution, là même où Faraday quelques dizaines d'années plus tôt exposait ses travaux avec le succès que l'on sait. Ses expériences de Salisbury plain reprennent en mars 1897. Il utilisait alors deux gammes de longueurs d'onde ; des "grandes ondes" (70 à 300 m de longueur d'onde) qui pouvaient se propager au-delà des obstacles et des monticules, et des "petites ondes" (6 cm de longueur d'onde) qu'il pouvait rendre directives à l'aide de réflecteurs paraboliques en cuivre. En mai 1897, il réalise une liaison de 9 miles (15 km) à travers le canal de Bristol (près de Cardiff) entre les îles de Steep Holm et de Flat Holm. Il fait le même type de démonstration en Italie et réussi à franchir, toujours en 1897, une distance de 15 km dans le port de La Spezia. De retour en Angleterre, il fonde le 20 juillet 1897 la Wireless Telegraph and Signal Company et en est l'actionnaire principal (le 14 mars 1900 la société sera rebaptisée Marconi's Wireless Telegraph Company Ltd.). En juin 1898, Marconi installe la première station de télégraphie commerciale. Le premier utilisateur n'est autre que Lord Kelvin qui lui dit : je veux être le premier à payer un message en reconnaissance du fait que votre système est à la fois utile et commercial3. Entre le 20 et le 22 juillet, Marconi assure un reportage en direct de la régate de Kingstown (avant port de Dublin) ; plus de 700 messages sont diffusés en morse pour le Daily Express. Le public est impressionné par la performance, et la Reine Victoria lui demande d'établir une liaison entre sa résidence de l'île de Wight et le yacht du Prince de Galles (futur Edouard VII), elle sera opérationnelle dès le début du mois d'août.
Première liaison TSF transManche et les débuts français de la TSF



    Le 27 mars 1899, Marconi transmet le premier message entre l'Angleterre (South Fireland) et la France (Wimereux). Ce premier message est adressé à Edouard Branly : M. Marconi envoie à M. Branly ses respectueux compliments pour la télégraphie sans fil à travers la Manche -–STOP- Ce beau résultat étant dû en partie aux remarquables travaux de M. Branly – STOP. Peu après Branly répondra à ce message : M. Branly remercie M. Marconi de son magnifique succès et lui exprime toute son admiration. Les moyens mis en œuvre (antennes émettrice et réceptrice de 54 m hauteur) sont à la mesure de la performance ; une liaison TSF internationale, longue de 51 km, avec un débit de 15 mots par minute. En juillet, il poursuit ses essais, cette fois entre la mer et la côte et atteint une portée de 140 km. Il se persuade ainsi que ses liaisons peuvent dépasser l'horizon, il est donc prêt à aborder une nouvelle étape ; franchir l'atlantique avec les ondes ! Auparavant, en avril 1900, Marconi dépose un brevet (son fameux brevet 7777) sur le principe de l'accord entre poste émetteur et poste récepteur (tuned or syntonic telegraphy), élément indispensable à une future utilisation pratique de la radio, et sans lequel il serait impossible de recevoir sélectivement les messages transmis par un émetteur donné.

    En France, dès 1897, Eugène Ducretet transmet un message entre son laboratoire et le Panthéon (400 m). Fort de ce succès, il réalise, le 18 novembre 1898, une liaison entre la tour Eiffel et le Panthéon (4 km). De son coté, le Capitaine Gustave Ferrié est envoyé par l'armée à Wimereux, dans le cadre de la commission interministérielle que le gouvernement a délégué pour observer la transmission TSF transManche de Marconi. Ferrié rédige un rapport convaincant sur l'intérêt et les perspectives de la télégraphie sans fil. Le ministre de la Guerre, M. de Freycinet, le charge alors d'étudier la réalisation en France, sans participation étrangère, des applications militaires de la TSF. Ferrié accepte et dira plus tard : De ce jour ma carrière technique et scientifique fut définitivement fixée. Dès 1900, il met au point son "détecteur électrolytique" qui s'avère très sensible (0,007 W de puissance antenne contre 0,1 W pour le cohéreur). Cependant le cohéreur de Branly continue à être utilisé car, contrairement au détecteur électrolytique de Ferrié, il peut se coupler à un enregistreur à bande papier4. Tandis que, dès 1901, Ducretet publie un ouvrage sur La télégraphie hertzienne sans fil aux grandes distances, le Capitaine Ferrié s'entoure des précieux conseils d'André Blondel sur une série de solutions susceptibles d'améliorer les performances de la télégraphie sans fil ; c'est ainsi que Ferrié réalisera des liaisons à grandes distances. Une des premières applications interviendra après l'éruption de la montagne Pelée le 8 mai 1902. La Martinique se trouve isolée du monde. Le 26 septembre le Capitaine Ferrié s'embarque à Bordeaux et le 4 décembre il réussit une première communication entre la Martinique et la Guadeloupe (180 km). A partir du 21 janvier 1904, la Tour Eiffel est utilisée officiellement comme station de TSF. En 1908, toujours sous l'impulsion de Ferrié, la TSF démontre son utilité en temps d'hostilité au cours de la campagne du Maroc. Pour terminer, nous citerons ce beau portrait qu'a fait Louis de Broglie5 du général Ferrié : Savant éminent, incomparable animateur, patriote éclairé, chef militaire plein d'autorité et de compétence, il était aussi un grand homme de devoir et ce trait s'ajoutant aux autres achève de faire de lui l'une des plus nobles figures que la France contemporaine ait produites.


12 décembre 1901



    Marconi commence, en octobre 1900, à établir les plans de la station de Poldhu (en Cornouaille), qui sera la station d'émission transatlantique. En janvier 1901, une autre station, celle de Lizard (à 6 miles de Poldhu), devient opérationnelle (elle est destinée à l'aide au trafic de bateau, mais également de station de test de réception). C'est là que le 23 janvier il établira un nouveau record de distance : une liaison de 300 km entre l'île de Wight et Lizard. Fleming est chargé, à Poldhu, de la conception et de la réalisation de la partie émettrice. Il installe, en avril 1901, la Power House, dont la puissance est cent fois supérieure à celle des installations antérieures. Un moteur de 32 chevaux entraîne un alternateur de 25 kW lequel alimente un transformateur (2000 V  20000 V) destiné à l'alimentation d'un banc de condensateurs, qui ensuite se déchargent dans le circuit de l'éclateur. La construction des aériens débute en avril par l'installation d'un premier mât (de 65 m de hauteur), puis d'un second (en mai) enfin les 20 mâts disposés sur un cercle de 56 m de diamètre et portant les fils d'antenne en forme de cône inversé, sont terminés en août. Alors que tout semble aller pour le mieux, une tempête dévaste le dispositif le 17 septembre. Une semaine plus tard une structure provisoire est de nouveau opérationnelle. En parallèle de la construction de Poldhu, Marconi s'embarque en mars pour les Etats-Unis où il cherche un site pour construire une station identique. Le choix se porte sur Cape Cod dans le Massachusetts. Mais en octobre les aériens de Cape Cod sont à leur tour dévastés par la tempête. Marconi, qui voulait d'emblée faire une liaison bidirectionnelle entre Poldhu et Cape Cod (pour une future utilisation commerciale) change alors de stratégie. Il décide de faire un système plus simple ; à Poldhu l'aérien sera constitué de deux solides mâts espacés de 15 m et supportant des fils d'émission en forme d'éventail, l'antenne de réception sera constituée, quant à elle d'un simple fil métallique porté par cerf-volant ou ballon. Par ailleurs, Marconi décide de rapprocher le site de réception ; il laisse provisoirement celui de Cap Code et s'installe à Terre-Neuve (à l'époque colonie britannique) sur une hauteur de St John, au lieu dit Signal Hill. Le 26 novembre Marconi embarque pour Terre-Neuve sur le Sardinian et le 9 décembre la station de réception de Terre-Neuve est prête. Il est convenu qu'à partir de ce moment là Poldhu enverra des signaux (S en morse, soit :   ) chaque jour entre 11h30 et 14h30 (heure de Signal Hill)6. Finalement le jeudi 12 décembre 1901 à 12h30 le premier signal (  ) est reçu à Terre-Neuve après avoir traversé l'Atlantique sur 1800 miles (3500 km). Marconi raconte plus tard ce moment historique : C'était un peu après midi (temps local), le 12 décembre 1901, que je plaçais un écouteur téléphonique à mon oreille et que je commençais à écouter. Le récepteur placé sur la table devant moi était vraiment très rudimentaire ; une petite bobine, un condensateur et un cohéreur, ni lampe, ni amplificateur, pas même un cristal. J'étais sur le point de soumettre mes convictions à l'expérience. 50000£ avaient été investis dans ce test pour obtenir un résultat qui était jugé impossible par quelques uns des principaux savants de l'époque. La question clef était de savoir si les ondes seraient arrêtées par la courbure de la Terre. J'ai toujours été convaincu du contraire, mais quelques personnalités éminentes me disaient qu'une liaison transatlantique sans fil serait impossible à cause de cela. La réponse, première et définitive, vint à 12h30… Le 14 décembre Marconi (il a alors 27 ans) fait l'annonce officielle de cette première. Les réactions vont de l'enthousiasme au scepticisme. Le New York Times titre : Le plus merveilleux développement scientifique des temps modernes. Graham Bell félicite Marconi (18 décembre), Elihu Thomson, au nom de l'American Institute of Electrical Engineers (l'actuelle IEEE), donne à New York, le 13 janvier 1902, une réception en l'honneur de Marconi, lequel prédit alors que l'on pourra transmettre un signal autour de la Terre instantanément (ce qui sera fait 24 ans plus tard). Dans son article du 12 avril 1902, L'illustration, écrit : De ce coté ci de l'atlantique [en Amérique] une certaine réaction se produisit et on alla jusqu'à parler de "bluff" et de supercherie. Il faut reconnaître, en effet, sans pour cela révoquer en doute les affirmations d'un savant tel que M. Marconi, que la façon dont les expériences ont été conduites prête à de justes critiques. Au lieu de la seule lettre S, il eût été sans doute préférable d'expédier un mot entier convenu d'avance. Le choix même de cette lettre S n'était pas heureux, les trois brèves qui la composent pouvant être confondues avec les effets analogues que produisent dans les circuits télégraphiques les décharges d'électricité atmosphérique… Marconi entreprend alors de consolider ses installations, quatre tours de 70 m de haut, supportant les fils d'antenne sont achevées à l'automne 1902 à Poldhu et en décembre de cette même année une station identique (mais équipée d'un émetteur deux fois plus puissant) est achevée à Table Head, près de la ville de Glace Bay en Nouvelle Ecosse. Dans la nuit du 16 décembre 1902, trois messages sont envoyés du Canada (Glace Bay) en Europe, le premier est destiné au Roi d'Italie, Victor Emmanuel, et est signé Marconi ; le second au Roi d'Angleterre Edouard VII, également signé Marconi ; et le troisième de nouveau à Edouard VII, mais signé du Gouverneur du Canada. Le 14 décembre, Marconi quitte Glace Bay pour Cape Cod, et le 18 janvier 1903, le premier message des Etats-Unis (Cap Code) vers l'Angleterre (Poldhu) est transmis. Il est adressé par le Président des Etats-Unis, Théodore Roosevelt, au Roi d'Angleterre Edouard VII : Prenant avantage du merveilleux triomphe de la recherche scientifique qui a réussi à perfectionner le système de télégraphie sans fil, je vous transmets, au nom du Peuple américain mes plus cordiales salutations et mes bons vœux à vous et au Peuple de l'Empire Britannique. Finalement, c'est le 7 octobre 1907 que la première liaison transatlantique sans fil commerciale sera ouverte, entre Glace Bay et Clifden (Irlande).

    En 1909, le Prix Nobel de physique est attribué à Marconi et à Braun en reconnaissance de leurs contributions au développement de la télégraphie sans fil. Il semble que, initialement, c'est à Marconi et Branly qu'était destiné le Prix. Dès 1904, Edouard Branly avait été proposé pour le Nobel, en particulier le rapport de F. Sundell au comité Nobel indique : … J'ai l'honneur de proposer le professeur Branly pour au moins une partie du prix Nobel de physique de cette année dans le cas où le Comité déciderait de décerner le prix aux scientifiques qui ont donné à la TSF le niveau qualitatif qui est le sien aujourd'hui7. En 1909, Edouard Branly est de nouveau proposé pour le Nobel de physique. Tallqvist écrit dans son rapport : …J'ai l'honneur de proposer que le Prix Nobel de physique soit décerné en 3 parts égales à E. Branly, G. Marconi, W. Poulsen, mais aucun des quatre français ayant donné leur avis pour le Nobel 1909 (G. Lippmann, G. Darboux, P. Painlevé, H. Poincaré) ne proposa Edouard Branly8.

    Marconi poursuivra sans relâche ses travaux. En 1913, la société Marconi équipe 435 navires et 30 stations, en 1915 une première communication transpacifique, entre San Francisco et Funabashi au Japon, est établie. Marconi relie en 1918 l'Angleterre à l'Australie et donne en 1922, la première démonstration du principe du radar. En 1932, il réussi la première liaison radio téléphonique entre le Vatican et la résidence d'été du Pape à Castel Gandolfo. La carrière de Marconi est jalonnée de prix et remplie d'honneurs de toutes sortes. Notons en particulier qu'il participe en 1919 à la Conférence de la Paix à Paris comme délégué plénipotentiaire et signe, à ce titre, les Traités de Paix avec l'Autriche et la Bulgarie. En 1929 il est fait marquis et est nommé au Sénat Italien puis il est élu, en 1930, Président de l'Académie Royale Italienne. Il meurt le 20 juillet 1937 à Rome et est inhumé dans sa ville natale de Bologne.


L'apport de Ferdinand Braun



    Ferdinand Braun naît à Fulda le 6 juin 1850. Après des études de physique à l'Université de Berlin (à l'époque la plus prestigieuse d'Europe) et plusieurs postes d'enseignement, il réalise sa première découverte en 1874 : l'effet redresseur du cristal de galène (PbS), effet qui sera à l'origine du développement des semi-conducteurs ! En 1883 il devient professeur à Karlsruhe, il est donc à ce poste le prédécesseur de Hertz. Après un séjour de dix ans à l'Université de Tübingen, Braun devient professeur à l'université de Strasbourg en 1895, il y restera jusqu'en 1914. C'est donc à Strasbourg qu'il invente en 1897 le tube cathodique, dont les développements conduiront à la télévision (inventée par Zworykin en 1923). Mais en 1897 il est contacté par des investisseurs pour étudier un système de télégraphie dans l'eau qui n'aura pas de suite, mais c'est par cette étude que Braun commence ses travaux en télégraphie sans fil. Dès 1899 il améliore l'émetteur de Marconi en développant les circuits couplés à l'émission ; son dispositif est constitué de deux circuits ; le premier (primaire) contient un condensateur, une bobine et un éclateur permettant de créer une étincelle, le second (secondaire) est couplé par induction au premier par une bobine et contient une antenne placée en série et connectée à la terre. Ferdinand Braun comprend qu'en jouant sur la longueur d'onde d'émission, on peut augmenter la portée de l'émetteur. Grâce à ce dispositif il atteint une portée de 35 km et en 1899 il réalise une communication dans la mer du Nord, à Cuxhafen, couvrant une distance de 62 km. En 1901 il publie une brochure intitulée : "Wireless telegraphy through water and air". Par ailleurs, à partir de cette époque, en remplaçant dans son dispositif le cohéreur de Branly par un cristal de galène, il améliore également l'efficacité du récepteur. En 1902 Braun réalise une antenne directive et l'année suivante sa société, Telebraun, fusionne avec AEG pour devenir Telefunken.. C'est à partir de 1906 qu'il réalise les premiers postes à galène. Grâce à ce type de détection, il sera possible de transmettre des sons, ainsi c'est en 1906 que sera établie la première liaison en téléphonie sans fil et que le premier concert par TSF sera diffusé.


L'envol de la TSF




    Les lampes seront les instruments des futurs progrès de la TSF. En 1903, John Ambrose Fleming (1849-1945), que nous avons déjà rencontré comme conseillé scientifique de la Société Marconi, invente la diode. L'américain Lee de Forest perfectionne la diode de Fleming en y ajoutant une électrode interne. La triode ainsi réalisée (1906) permet la détection, l'amplification des signaux faibles et l'auto oscillation ce qui conduira à la réalisation d'émetteurs à ondes entretenues. Tandis que Lee de Forest diffuse pendant plusieurs soirées d'avril 1908 des émissions parlées et même musicales, la portée de la Tour Eiffel atteint cette même année 8000 km. Entre 1920 et 1922 apparaissent les premières stations radio grand public, en particulier la BBC en Angleterre et Radiola (patronnée par la CSF) en France. Aux Etats-Unis, NBC est créée en 1926 et CBS en 1927. Les premiers programmes réguliers de télévision apparaissent aux Etats-Unis à partir de 1933, tandis qu'en France la télévision publique date de 1935. Finalement en 1940, il y a 50 millions de récepteurs radio aux Etats-Unis, 15 millions en Allemagne, 10 millions en Angleterre et plus de 5 millions en France.



Références
L'aventure de l'électricité, Louis Leprince-Ringuet, Flammarion, 1983
Branly au temps des ondes et des limailles, Philippe Monod-Broca, Coll. « un savant une époque », Ed. Belin, 1990
Musée Branly, appareil et matériaux d'expériences, Association des Amis d'Edouard Branly (1997)
Comment Branly a découvert la radio, Jean-Claude Boudenot, EdP Sciences, 2005

    1 Voir : Eric Falcon et Bernard Castaing, L'effet Branly livre ses secrets, Pour la science, N° 340, février 2006.

    2 Marconi rencontrera Popoff en juillet 1902. Ce dernier visitant une installation de Marconi, lui dit : Je viens rendre hommage au père de la radio, ce à quoi Marconi lui répondit : Mais je pourrai être votre fils en faisant allusion non seulement à l'âge de son interlocuteur, mais également à son antériorité dans les premiers essais de TSF.

    3 L'appréciation de Lord Kelvin avait bien évolué depuis 1897, époque où il disait : Le sans fil c'est très bien, mais j'enverrai plutôt un message par un garçon sur un poney.

    4 Par contre le cohéreur ne permet pas l'écoute des signaux à l'oreille, contrairement au détecteur électrolytique qui permettait la "lecture au son".

    5 Louis de Broglie a bien connu le général Ferrié qui était un ami de son frère Maurice et chez qui il part, en octobre 1913, faire son service militaire au service de radiotélégraphie des armées. Mais la guerre éclate, et il restera mobilisé cinq ans. Alors au contact du grand spécialiste de la TSF naissante il peut suivre tous les progrès de la radiotélégraphie. Cette époque lui fera dire plus tard : Quand on s’est sali les mains pendant des jours et des nuits... il n’est plus si facile de croire qu’une onde ne puisse être qu’une probabilité de présence.

    6 Lors de cette transmission, la longueur d'onde choisie était de l'ordre de 2000m.

    7 Le prix de physique 1904 sera attribué à Lord Rayleigh, tandis que celui de chimie le sera à Ramsay pour la … même découverte ! (la découverte de l'argon), fait unique dans les annales du Nobel.

    8 Edouard Branly est de nouveau proposé en 1915 pour le Nobel, mais de nouveau sans succès.



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